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    2. Super304H不銹鋼管的力學性能

      a)Super304H不銹鋼管的室溫拉伸性能以及平均硬度

      Super304H不銹鋼管的室溫力學性能,為了比較,表中同時列出了TP304H不銹鋼管的室溫力學性能。從表中可以看出,Super304H不銹鋼管的抗拉強度高于TP304H不銹鋼管,即比常規的18-8奧氏體不銹鋼抗拉伸能力強,但塑性能力相較于TP304H來說基本相同,說明Super304H不銹鋼管中形成的各種析出相促進了該鋼的固溶強化。

      b)時效后的Super304H奧氏體不銹鋼的抗拉伸性能

      日本的SawaragiY曾經對Super304H不銹鋼管在高溫時效后進行拉伸實驗,根據其實驗結果可得,當時效溫度為750℃時,Super304H不銹鋼管的抗拉伸能力較高,隨著時效溫度的提高,該鋼的抗拉伸能力逐漸趨于穩定,由此可以看出Super304H不銹鋼管的抗拉伸能力與屈服強度高于一般的奧氏體不銹鋼。

      c)時效后的Super304H奧氏體不銹鋼的焊接性能

      由于火力發電中的鍋爐用鋼需要焊接,所以鍋爐安全運行與鋼的焊接質量密切相關,所以焊接性能亦是一項重要的力學性能。Super304H不銹鋼管的焊接性能測定主要是通過檢測熱裂紋敏感性的約束裂紋實驗以及可變約束抗熱裂實驗來評定。通過實驗結果可以看出Super304H不銹鋼管的熱裂紋敏感性、裂紋率以及裂紋長度都比傳統的奧氏體不銹鋼要低的多。

      Super304H不銹鋼管分別在室溫與高溫條件下服役時,其焊接點強度與母材一致。所以Super304H不銹鋼管的成分應當與焊接用填充金屬成分相匹配,從實驗可以看出,焊接點的斷裂強度皆在母材之強度范圍內,并且其斷裂強度和母材的斷裂強度平均值接近,斷裂強度也還沒有降低。

      由于Super304H奧氏體不銹鋼具有蠕變斷裂強度高、組織穩定性好、抗蒸汽氧化性能好及高溫腐蝕性能優良的特點,所以目前主要用于制造火電廠超超臨界鍋爐的過熱器和再熱器。從2000年至2004年初,Super304H奧氏體不銹鋼已經在日本、韓國、美國等火力發電站使用,最高的使用溫度為600/610℃。從材料的實驗驗證結果來看目前國際上成熟的材料已經可以用于建造蒸汽溫度為620℃的機組。一些國家和廠商已經公布的發展新一代超超臨界機組計劃表明,蒸汽溫度將提高到700℃,再熱器溫度將提高到720℃。

      近年來稀土鋼的論文與專利增長很快,稀土微合金化作用依然是研究熱點。鋼中加入稀土后表現出優良的性能基本覆蓋了所有的鋼種以及鋼的性能,稀土是唯一在鋼中同時具有凈化、夾雜物變性以及細化組織作用的元素。而對于在Super304H奧氏體不銹鋼中加入稀土這方面的研究有限,而這種鋼對于我國提高鍋爐臨界溫度及蒸汽壓力有重要的意義。

      這種鋼在高溫服役條件下的優良使用性能是由于服役時會產生微細彌散的富銅相,這種富銅相與Nb(C,N)相、NbCrN相及M23C6一起產生極佳的固溶強化及沉淀強化作用,使得這種鋼的強度與一般的18-8奧氏體不銹鋼相比性能要優良很多。根據該種耐熱鋼的平時服役條件以及計入稀土對鋼的有利作用,本課題選擇的時效溫度為650℃及700℃。研究目標是分析稀土在不同的時效溫度及時效時間對Super304H奧氏體不銹鋼在高溫服役時金相組織的影響,找出稀土對組織隨時效時間及時效溫度變化時的影響以及晶粒尺寸變化的規律,以及沿晶界及晶內第二相的析出變化情況。通過透射電鏡試驗定性分析時效后稀土對富銅相及Nb(C,N)相的影響及晶體結構,通過掃描電鏡和電子探針實驗,對時效后試樣中受到稀土影響的富銅相及Nb(C,N)相進行定性及定量分析,同時觀察時效后試樣的二次電子形貌圖,從形貌圖中觀察Super304H不銹鋼管時效后富銅相及Nb(C,N)相在不同時效溫度及時效時間條件下加入不同含量的稀土所產生的影響,通過實驗來定性分析時效后這種鋼在加入稀土前與加入稀土后其析出相的異同,最后找出該鋼在不同時效時間與時效溫度的條件下加入稀土對其硬度、熱加工性能及抗拉伸性能的影響。

      文章作者:不銹鋼管|304不銹鋼無縫管|316L不銹鋼厚壁管|不銹鋼小管|大口徑不銹鋼管|小口徑厚壁鋼管

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